采用紫外可见吸收和二次谐波产生技术研究了"推-拉"型偶氮苯分子Langmuir-Blodgett(LB)膜的光谱和二阶非线性光学特性.4-硝基-4'-氨基偶氮苯(NAA)分子能制成很好的LB多层膜,在稀溶液中以单体的反式异构体形式存在,在膜中主要以J-聚集体的形式存在,LB膜的紫外可见吸收谱的吸收峰较之溶液的发生了52 nm的红移.NAALB膜的二阶非线性极化率χ(2)为19.59×10-8 esu,一阶超极化率β值较大,约为1.974×10-29 esu.其光学二阶非线性起源于电偶极子机制.

采用紫外-可见吸收谱和二次谐波产生技术研究了温度对4-硝基-4′-氨基偶氮苯(NAA)分子Langmuir-Blodgett(LB)单层和多层膜的光谱和二阶非线性光学特性的影响.单层LB膜的二次谐波强度在室温至80 ℃的温度范围内随温度的增加基本成单调下降关系,温度高于80 ℃后基本没有二次谐波信号.多层LB膜的二次谐波强度随温度的变化分为几个不同的温度阶段.吸收谱表明单层LB膜分子的有序排列受热后不易恢复,超过80 ℃后则不能恢复;多层LB膜的则较容易恢复,温度达到80 ℃后仍能恢复,超过100 ℃后则不能恢复.由于NAA的多层LB膜存在层间分子的相互作用,其结构的稳定性比单层膜要强.

采用表面压-分子面积(π～A)等温曲线、紫外-可见吸收谱和荧光光谱的方法研究了一种喹吖啶酮衍生物材料LB膜的制备及其光谱特性.实验表明,这种喹吖啶酮衍生物能够在水面上形成稳定的单分子膜,它与花生酸(AA)混合后不仅可以形成很好的单分子膜,而且可以较好的转移到固体基片上制备成LB膜多层膜.这种喹吖啶酮衍生物LB膜的紫外-可见吸收谱的吸收峰位较稀溶液发生了红移,这是由极性溶剂分子与其相互作用的结果.其溶液有很强的荧光效应,但LB膜没有荧光现象,原因是在LB膜中QAC16的浓度过高发生"自我猝息"而失光.它在溶液和LB膜中都是以单体的形式存在.

一种聚硅氧烷侧链手性液晶P及其单体M的单层LB膜分别在11 mN/m和8 mN/m的表面压力下, 从水汽界面成功地转移到在镀金玻璃片和氟化钙基片上.π-A 曲线表明P及其单体M在水汽界面上单层膜的崩溃压力分别是35和11 mN/m.红外透过和反射吸收光谱表明两者的生色团部分及烷基链部分倾斜排列在固体基片上,但其倾斜角不同.M比P有更大的倾斜角.同时,不论P或M其烷基链的轴向与芳香核部分的长轴方向并不重合.P的烷基链比M的烷基链更有序.

研究了三种萘酞菁化合物LB膜的制备,并通过二次谐波产生的方法研究了单个对称取代的萘酞菁化合物及双(四叔丁基萘酞菁)铒的二阶非线性光学特性,并对它们的产生机理进行了简单的讨论.单个对称取代的萘酞菁化合物,它们的二次谐波产生机制为磁偶极子耦合机制,双(四叔丁基萘酞菁)铒的二阶非线性光学特性起源于电四极子模型,且它的二阶非线性极化率χ(2)(或超极化率β)大于单个萘酞菁化合物.

研究了一种包含西佛氏碱和萘酰亚胺新型材料的LB膜的制备,并采用二次谐波产生的方法研究了LB单层膜的二阶非线性光特性.这种化合物具有较大的二阶非线性极化率(χ(2)=1.51×10-9 esu).它的二阶非线性光特性起源于由苯乙烯形成的共轭π-电子体系.

介绍LB膜的研究历史、特点、制备方法及其在光学中的应用.分析了影响成膜质量的因素,指出了LB膜在光学领域的应用前景.

通过紫外-可见吸收光谱、二次谐波振荡和稳态荧光的测量,研究了半花菁(DAEP)Langmuir-Blodgett(LB)膜在不同制膜条件(压膜速度、半花菁和花生酸混合、亚相中加入碘离子)下,LB膜样品中半花菁分子的聚集体性质的改变和对非线性光学性能的影响.实验发现,纯半花菁LB膜中分子形成H-聚集体,从而导致吸收峰、荧光峰的蓝移和分子二阶非线性极化率β的减少.分子聚集程度的减少和分子二阶非线性系数β的增加可以通过增大压膜速度、半花菁和花生酸混合、亚相中加入碘离子等方法实现.

通过紫外-可见吸收光谱、压力-面积等温线、二次谐波的测量,研究了不同活性分子混合聚集体的形成对LB膜光学性质的影响。分子极性基团间的相互作用,使激发态能量及平均偶极矩发生变化,导致LB膜的光学非线性明显地增强或减弱。

给出了不同基频光和倍频光偏振态组合情况下，淀积在固体基板上的Langmuir-Blodgett(LB)单分子层膜在面对入射光方向和背对入射光方向时，反射及透射光学二次谐波产生随入射角变化关系的理论公式。在此基础上，对一种芪盐LB膜样品进行了变入射角的透射二次谐波产生研究。研究结果表明，只要在整个360°范围内旋转样品以改变入射角，那么只要在一组基频光和倍频光偏振态组合(p→p)情况下，就可以方便而又准确地得到芪盐分子的二阶非线性极化率β和分子倾斜角〈ψ〉。这是一种由二次谐波产生研究得到LB膜中分子β和〈ψ〉的新方法。